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Compost Barn: projeto e dimensionamento para gado leiteiro

POR FLAVIO ALVES DAMASCENO

E VICTOR CRESPO

PRODUÇÃO DE LEITE

EM 23/08/2021

15 MIN DE LEITURA

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O sistema de confinamento tipo Compost Barn (CB) tem se tornado mais conhecido e utilizado pelos produtores de leite devido aos positivos resultados que tem entregado. Para você que também deseja surfar nessa onda, vale salientar alguns cuidados a serem tomados na etapa de planejamento e execução de sua nova instalação CB.

O adequado projeto e dimensionamento das estruturas que compõem o sistema é muito importante, uma vez que a instalação será utilizada diariamente por muitos e muitos anos. Um erro no dimensionamento pode fazer com que haja dificuldades no manejo diário da instalação, trazendo gastos energético e monetário desnecessários, comprometendo o bem-estar animal e a saúde dos colaboradores da fazenda.

Baseado nisto, o Professor da Universidade Federal de Lavras (UFLA), Flávio Alves Damasceno e estudante de mestrado e Eng. Agrícola Victor Crespo de Oliveira vão abordar um pouco sobre o dimensionamento de instalações CB baseado no conhecimento prático e científico adquiridos em pesquisas realizadas com produtores do sul de Minas Gerais.  

Para isso, diversos pontos que merecem atenção serão discutidos ao longo do texto, tais como, o posicionamento e as dimensões da instalação, dimensionamento e recomendações técnicas para as estruturas que compõem o telhado, corredor de alimentação e área de cama, além de abordar a recomendação para a iluminação do galpão e o dimensionamento de uma instalação CB para 60 vacas.  

Tendo conhecimento da importância do correto dimensionamento da instalação CB, vale destacar que um dos primeiros cuidados a serem tomados é a orientação da instalação. Cada caso é único e existem diversos fatores que podem influenciar na tomada de decisão, por exemplo a direção dominante dos ventos, topografia da região e outras instalações existentes na área, por isso, o adequado planejamento se faz tão necessário.

 

Orientação da instalação de Compost Barn

De modo geral, dada a posição geográfica e condições climáticas do Brasil, a orientação do sentido da cumeeira da instalação deve ser Leste-Oeste. Assim, ao longo do dia, o sol passará por cima da instalação, reduzindo a incidência direta de raios solares no interior do galpão.

Além disso, adotar essa orientação faz com que nas horas mais quentes do dia a face Norte fique mais quente do que a face sul, o que contribui para a circulação natural do ar no interior da instalação.

Mesmo que a orientação recomendada seja adotada, ainda assim, haverá incidência direta da luz solar no interior da instalação, pela face norte no período de inverno. Com isso, é importante adotar dispositivos que bloqueiam a entrada de luz, para favorecer o conforto térmico dos animais.

 

Dimensionamento do Compost Barn

 

Dimensões da instalação

Dentre as dimensões utilizadas no projeto da instalação CB, o comprimento, largura e pé direito estão diretamente relacionadas ao custo do projeto, ao comportamento da ventilação natural e acondicionamento térmico interno. Estas dimensões podem variar, dependendo das condições climáticas do relevo local da construção (DAMASCENO, 2020).

Em estudo realizado com instalações CB no Sul de Minas Gerais, verificou-se a predominância do uso de galpões com média de largura de 20 m, já no estado de Santa Catarina a largura média foi um pouco menor, sendo de 17 m (RADAVELLI 2018; OLIVEIRA et al. 2019).

Caso a largura não seja bem dimensionada para a condição climática do local, além de piorar a ventilação natural dentro da instalação, poderá aumentar muito o valor da execução do projeto, inviabilizando a construção. 

O comprimento da instalação visa reduzir custos com terraplanagem e a dificuldade de manejar os animais. Para isso, preconiza-se evitar construir instalações maiores que 200 m.

Em condições práticas, têm-se construído instalações com no máximo 120 m, utilizando corredor de alimentação lateral. Para os casos em que o comprimento é maior que 120 m, o corredor de alimentação fica posicionado ao centro da instalação entre duas áreas de cama.

O pé direito é fundamental para promover uma boa ventilação natural. Para as instalações CB recomenda-se adotar pé direito de 4,0 a 5,5 m. Caso opte-se por valores acima de 5,0 m, deve-se observar a incidência de ventos fortes na região, e se for necessário, promover reforço estrutural na estrutura do telhado.

No estado de Minas Gerais e de Santa Catarina, a média do valor de pé direito das instalações tem sido superior a 4,3 m (RADAVELLI 2018; OLIVEIRA et al. 2019).

 

Dimensionamento da mureta de fechamento lateral e passagem de acesso para área de cama

No interior das instalações, as muretas de fechamento lateral devem apresentar tamanho adequado para comportar o volume de cama que será armazenado, ser resistente para suportar a pressão que a cama e os implementos utilizados no interior do galpão farão sobre ela e, proteger a cama contra entrada de chuva.

Utilizar muretas mais altas pode dificultar a ventilação natural e gerar custos extras de construção.  Para evitar esses problemas a construção da mureta deve ter altura máxima de 0,30 m. Sobre as muretas, recomenda-se instalar cercar de arame liso, cabos de aço ou ripas de madeira (desde que não atrapalhe a ventilação) para evitar que os animais escapem (DAMASCENO, 2020).

A passagem de acesso da área de cama para o corredor de alimentação ajuda no controle da umidade da cama e se for muito pequena pode gerar comportamento de competição entre os animais, dificultar o tráfego dos animais e causar compactação na cama, devido ao excesso de tráfego em um mesmo local (DAMASCENO, 2020).

A recomendação é que adote duas ou mais passagens por galpão, com distanciamento entre elas de máximo 10 m e seu comprimento pode variar de 3,0 a 3,6 m (BEWLEY et al. 2012). Em condições brasileiras, dependendo o tamanho do galpão, os projetos estão utilizando 4 ou mais passagens com comprimento de 4,0 m (OLIVEIRA et al. 2019).

 

Dimensões e características do corredor de alimentação

O corredor de alimentação geralmente é construído ao longo do comprimento do galpão. Essa parte da instalação deve proporcionar livre acesso dos animais à alimentação e aos bebedouros. Sendo assim, o corredor deve possuir ao menos 4 m de largura.

Para evitar o escorregamento dos animais, facilitar a limpeza e garantir durabilidade, indica-se utilizar piso de concreto armado, contudo caso o produtor opte por reduz custos é possível utilizar bloquetes de concreto, pedra ou terra batida. O emprego de materiais ou técnicas construtivas inadequadas para a composição do corredor, faz com que ao longo do tempo ocorra o aparecimento de trincas e fissuras (DAMASCENO, 2020).

O piso do corredor de alimentação precisar ter inclinação de 1 a 3% no sentido da calha coletora de dejetos, para facilitar a limpeza. Também deve conter ranhuras paralelas com intuito de proporcionar locomoção segura dos animais, reduzindo chance de quedas por escorregamento.

O dimensionamento ideal das ranhuras é 1,5 cm de altura e largura, utilizando espaçamento de 5 a 8 cm entre uma e outra. A redução do espaçamento ajuda a evitar os deslizamentos, todavia dificulta a limpeza e causa redução da resistência superficial do piso (DASMASCENO, 2020).

 

Dimensionamento do telhado e seus componentes

Dentre os principais componentes da instalação, o telhado é o elemento construtivo que mais recebe carga térmica proveniente dos raios solares. No Brasil, o telhado apresenta grande importância, pois a intensidade da radiação solar é elevada praticamente o ano todo.  Dessa forma, mesmo em épocas mais frescas é comum verificar desconforto térmico dos animais, por conta da energia térmica que é inserida nas instalações através da cobertura.

De acordo com Damasceno (2020), as telhas mais utilizadas para a composição do telhado são as de aço galvanizado e alumínio. Esses materiais possibilitam reduzir os custos de construção, pois são mais baratos, de fácil montagem e permitem estruturas do telhado mais simples.

As características desses materiais permitem que grande parte da radiação solar seja refletida, contudo, eles possuem baixo poder isolante, o que significa que a maior parte da energia que não for refletida será absorvida para o interior da instalação.

Para reduzir o fluxo de calor da cobertura para parte interna da instalação, pode-se utilizar manta sob a cobertura. O material da manta precisar ter elevada inercia térmica e ser instalado acompanhando a inclinação do telhado (DASMASCENO, 2020).

A inclinação do telhado recomendada é de 15° a 25° (26,8 e 46,4%, respectivamente), nessa faixa os fatores econômicos, estruturais e do ambiente térmico são melhores atendidos. A adoção pela construção de telhados mais planos, com inclinação inferior a 15°, induz redução da ventilação natural e durante dias frios pode ocorrer a condensação do ar na superfície inferior do telhado, causando gotejamento de água na superfície da cama (BEWLEY et al. 2012).

O beiral é outro elemento que constitui o telhado e sua função é evitar a entrada de água da chuva e radiação solar na instalação. Um beiral bem dimensionado leva em consideração a velocidade do vento, ângulo de incidência da chuva e altura da instalação e da mureta de fechamento.

De acordo com Gay (2009), o comprimento do beiral deve ser ao menos um terço da abertura lateral da instalação. As instalações CB no Sul do estado de Minas Gerais apresentam predominância de comprimento do beiral na faixa de 2,0 a 3,0 m (OLIVEIRA et al., 2019; DAMASCENO, 2020).

No final do beiral podem ser instaladas calhas para a captação da água de chuva, podendo ser armazenada e utilizada para atividade de limpeza da fazenda ou para o consumo dos animais, desde que for realizado processo de tratamento.

 

Dimensionamento do comedouro e bebedouro

Nas instalações de confinamento, para se ter bons resultados é primordial que os animais tenham disponibilidade de alimento e água. Para isso, os comedouros e bebedouros devem ser alocados e dimensionados corretamente.

É necessário que o comedouro seja alocado em lugares sem exposição excessiva a raios solares e com boa ventilação. Para seu tamanho, recomenda-se adotar de 0,7 a 1,4 m de comprimento por animal, menores dimensões podem causar aumento da competitividade por alimentos, maior agressividade e dificuldade no manejo dos animais (CARMO, 2012).

Comumente, utiliza-se para construir os comedouros materiais como madeira, metal, concreto armado, tijolos maciços, blocos de concreto revestido com argamassa ou cerâmica (DASMASCENO, 2020). É preciso que a superfície do comedouro seja lisa, não porosa, de fácil limpeza e fácil acesso para inserir os alimentos (MCFARLAND, 2003).

A base do comedouro precisa ter inclinação de 1 a 2% no sentido de seu comprimento e todos cantos devem ser arredondados, essas características auxiliam no processo de limpeza. O comedouro deve permitir que ao se alimentar, o animal fique na posição natural de pastejo.

Os bebedouros têm função de entregar aos animais água em quantidade e qualidade apropriada. O correto dimensionamento é importante, pois simples aspectos como a localização, o fluxo e a pressão da água podem interferir na ingestão dos animais (ANDERSON et al., 1984).

Comercialmente existem inúmeros tamanhos, modelos e materiais de constituição dos bebedouros destinados para o gado de leite, a escolha do modelo e tamanho adequado deve ser baseada de acordo com a raça e características dos animais, período de maior consumo, número de animais por lote e tipo de dieta fornecida (MAPA, 2017).     

Para um grupo de 15 vacas o comprimento linear do bebedouro recomendado é de 0,6 a 1,0 m, podendo ser de formado retangular ou circular. A altura para instalar o bebedouro varia de 0,6 a 0,8 m. O comprimento depende do volume de água demandado e a profundidade fica entre 0,15 e 0,3 m.

O nível de água precisa ser constante, para isso pode-se controlar a entrada de água com uma boia. Caso a região avaliada possua dificuldade de acesso a água, o volume de água armazenado na instalação deve atender as exigências durante dois ou três dias de consumo (DASMASCENO, 2020).

Na maioria das instalações CB, os bebedouros são alocados ao longo das muretas que dividem o corredor de alimentação e a área da cama. Embora, em alguns casos os produtores têm posicionado os bebedouros no corredor de serviço, que é situado no lado oposto do corredor de alimentação.

Essa estratégia está sendo tomada, pois estimula os animais a beber água após a ordenha, facilita o processo de limpeza e evita que as vacas molhem o alimento disposto no comedouro. É valido destacar que os bebedouros nunca devem ser posicionados na área de cama, devido ao processo de limpeza e ingestão de água pelos animais. A umidade que o piso desse local recebe é elevada, isso pode comprometer o manejo da cama (DASMASCENO, 2020).

Para garantir o fornecimento de água à todas as atividades, é necessário que sistema hidráulico da fazenda possua um reservatório central com capacidade adequada. Segundo Damasceno (2020), o dimensionamento do sistema hidráulico deve considerar as especificações de vazões e pressões requeridas pelos bebedouros e pelos sistemas de aspersão e/ou nebulização, bem como a quantidade e localização desses equipamentos.

 

Iluminação no galpão

Uma instalação bem iluminada é capaz de aumentar a movimentação dos animais, melhorando a ingestão de alimentos e consequentemente apresentar maior produção de leite, além de proporcionar melhores condições de trabalho para os colaboradores da fazenda.

O dimensionamento do sistema de iluminação deve ser norteado pela NBR 5413 (ABNT, 1992), para o sistema CB de forma mais prática tem-se adotado os valores de intensidade luminosa para a área de cama de 80 a 120 lux, para o corredor de alimentação de 100 a 300 lux e para sala de ordenha 500 lux (DAMASCENO, 2020).

 

Exemplo de projeto de uma instalação Compost Barn

A seguir será apresentado um exemplo de dimensionamento de uma instalação CB, conforme apresentado no livro “Compost Barn como alternativa viável para a pecuária leiteira”.

Inicialmente, vamos considerar que um produtor deseja construir um galpão para 60 vacas (NA) e com densidade de alojamento de 12 m2/animal (DA). De acordo com as recomendações, a largura do corredor de alimentação (LCA) será de 4 m e a largura do corredor de serviço (LS) será de 3,5 m, o espaçamento de comedouro (EC) adotado será de 0,9 m/animal. A tabela 1 mostra as etapas, equações e resultados do dimensionamento dessa instalação e na Figura 1 está a representação dessa instalação.

 

Tabela 1. Etapas, equações e resultados do dimensionamento de uma instalação Compost Barn.

dimensionamento projeto compost barn
Fonte: Adaptado de Damasceno (2020).

 

Figura 1 – Representação da instalação dimensionada (medidas em metros).

dimensionamento projeto compost barn

 Para o dimensionamento dos bebedouros será considerado que para um grupo de 15 animais o comprimento linear do bebedouro recomendado (CBR) é de 0,8 a 1,2 m. Dessa forma, o comprimento linear de bebedouro (CB) necessário para a instalação é calculado conforme apresentado na equação 1.

bebedouro compost barn dimensionamento


Considerando que os bebedouros disponíveis no mercado tenham 2 m lineares, será preciso utilizar 3 bebedouros. É necessário ficar atento para realizar a melhor distribuição possível desses bebedouros.

 

Conclusão

Como apresentado acima, existem muitas variáveis ao projetar e planejar uma instalação CB, caso não estiverem bem projetadas podem impactar o bem-estar animal, dos colaboradores e o manejo diário da propriedade.

Dessa forma, a condução do projeto por um profissional habilitado e capacitado é de suma importância, uma vez que, o custo fica mais baixo ao planejar e projetar adequadamente antes da obra executada, quando comparado a necessidade de realizar modificações após a obra finalizada.

Ao observar na prática durante consultorias e avaliações é possível verificar que muitos problemas diários enfrentados pelos colaboradores da propriedade poderiam ser evitados caso o projeto da instalação tivesse sido melhor planejado.

Como exemplo, pode-se citar a escolha errada da orientação da instalação, o que aumenta incidência solar no interior do galpão, ocasionando desconforto térmico nos animais, além de dificultar o manejo da cama pelo excesso de umidade nos pontos de menor insolação, já que os animais irão se aglomerar nessa região.

Outro problema comumente verificado é a construção de comedouros rasos, essa falha no dimensionamento dificulta o acesso do animal a comida, além de demandar mão de obra para empurrar a comida para dentro do comedouro, isso consome o tempo do trabalhador que poderia estar se dedicando em outra atividade. Sabemos que mão de obra é cara e não podemos ficar desperdiçando esse precioso tempo com esse tipo de erro.

No cenário atual de mercado do leite, a viabilidade econômica da fazenda é colocada a prova todos os dias. Sendo assim, erros como os citados acima demandam custos monetários, consumindo a margem de lucro do produtor, colocando a sustentabilidade financeira da fazenda em risco. Por outro lado, caso sua instalação esteja bem dimensionada e planejada haverá melhorias na eficiência do sistema, sem sombras de duvidas será um diferencial competitivo no mercado, cooperando para a longevidade do seu negócio.    

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Referências

ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5413: Iluminância de interiores. Rio de Janeiro: ABNT, 1992.

ANDERSSON, M.; SCHAAR, J.; WIKTORSSON, H. Effects of drinking water flow rates and social rank on performance and drinking behaviour of tied-up dairy cows. Livestock Production Science, v. 11, n. 6, p. 599-610, 1984.

BEWLEY, J. M.; TARABA, J. L.; DAY, G. B.; BLACK, R. A.; DAMASCENO, F. A; BLACK, R. A. Compost bedded pack barn design features and management considerations. Cooperative Extension Publ. ID-206, Cooperative Extension Service, University of Kentucky College of Agriculture, Lexington, 2012

CARMO, M. A. Adequações arquitetônico-ambientais do sistema produtivo da pecuária de leite do estado de Minas Gerais com vistas às boas práticas de bem-estar animal. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola). Universidade Federal de Lavras, Lavras. 2012.

DAMASCENO, F. A. Compost Barn como alternativa para a pecuária leiteira. 1. ed. Divinópolis: Adelante, 2020.

GAY, S. W. Natural Ventilation For Freestall Dairy Barns. Virginia Cooperative Extension, p. 442-763, 2009.

MCFARLAND, D. F. Nutritional interactions related to dairy shelter design and management. Advances in dairy technology, v.15, p.69-83, 2003.

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECURÁRI E ABASTECIMENTO (MAPA). Pecuária de Baixa Emissão de Carbono: Tecnologias de Produção Mais Limpa e Aproveitamento Econômico dos Resíduos da Produção de Bovinos de Corte e Leite em Sistemas Confinados/ Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Mobilidade Social, do Produtor Rural e do Cooperativismo. Brasília: MAPA, 2017.

OLIVEIRA, V. C.; DAMASCENO, F. A.; OLIVEIRA, C. E. A.; FERRAZ, P. F. P.; FERRAZ, G. A. S.; SARAZ, J. A. O. Compost-bedded pack barns in the state of Minas Gerais: architectural and technological characterization. Agronomy Research, v.17, n. 5, p. 2016-2028, 2019.

RADAVELLI, W. M. Caracterização do sistema compost barn em regiões subtropicais brasileiras. Dissertação de Mestrado (Ciência e produção animal). Universidade do Estado de Santa Catarina, Chapecó, 52p., 2018.

FLAVIO ALVES DAMASCENO

D.Sc. em Engenharia Agrícola e Ambiental - UFV
Universidade Federal de Viçosa

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